JP2858631B2 - 画像データ編集装置及び画像データ復号装置 - Google Patents
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Description
測処理を用いて高能率符号化された画像データを編集す
る編集装置や、前記画像データを復号する復号装置に関
する。
於いては、フレーム間(或いはフィールド間)の高い相
関を利用してフレーム間(或いはフィールド間)で予測
を行うことにより、高い符号化効率が得られる。この場
合、復号時の予測処理では、被復号フレーム以外のフレ
ームの再生画像が必要となるので、各フレームの信号を
符号化した画像データを単体で扱うことはできない。フ
レーム間予測符号化されたデータの状態で編集すること
によって画像編集を行うには、フレーム間予測が行われ
ない、即ちフレーム間での予測が切れた部分を設ける必
要がある。このため数フレーム周期でフレーム間予測を
やめ、フレーム内で独立に符号化すると、その独立フレ
ームの周期を単位としてデータ編集が可能となる。前記
独立フレームを設定する周期は2〜15フレームで、こ
の1周期のフレームはGroup of picture(GOP)と呼
ばれる。
PEGなどで用いられている双方向予測フレーム(以
下、Bフレームとも記す)が前記独立フレーム(以下、
Iフレームとも記す)の前後にあると、双方向予測のた
めに予測が切れなくなり、独立フレームの前では双方向
予測は使われない。図7は画像データの編集例を示す図
である。図7に於いて、A、B、C…は、夫々編集単位
(GOP)を示す。同図に示すように、画像データの編
集時には、記録媒体に記録された素材の画像データ即ち
編集される前の動画像データの一部分(C〜E、I〜
J、M〜Q)が切り取られ、連続した一連の画像データ
(C〜J)が作られる。これは画像間予測を行わない場
合の1フレーム単位の編集に対して、GOP単位の編集
になるが基本的には同じである。
り、符号化データをGOP単位で編集する画像データ編
集装置の基本的な構成例を示している。図4に於いて、
再生用媒体に記録された素材の画像データ即ち編集され
る前の動画像データが再生器7で読み出され、記録用媒
体には記録器12で編集済みの画像データが記録され
る。読取書込制御器9では、プログラム入力端子10よ
り入力される編集プログラムに従って、再生用媒体に記
録されている動画像の読み出しGOPの番号が実時間で
読出し制御器8に与えられる。また、読み出されたデー
タを記録用媒体(図示しない)のどこに記録するかのG
OP毎の位置の番号が書込み制御器11に与えられる。
の番号に対応したデータが再生用媒体のどの位置に記録
されているかが求められ、再生器7で再生用媒体がアク
セスされる。同様に、書込み制御器11では記録用媒体
上の記録されるべきGOP毎の位置が求められ、記録器
12で記録用媒体がアクセスされる。再生用媒体から読
み出されたGOP毎の画像データは、編集点での読み出
し位置変更のために生じる読み出しデータの不連続性が
バッファ6で吸収され、連続した画像データとなって、
記録用媒体に記録される。
ク、光磁気ディスク、半導体メモリなどである。また、
この再生用媒体は編集処理では再生用として扱われる
が、その前に素材画像データが記録される必要があるの
で、記録可能な媒体である。一方、前記記録用媒体は前
記再生用媒体と同様な媒体でも良いが、連続した画像デ
ータを記録するだけなので、VTRなどでも良い。
構成例を示す図であり、画像間予測を行う符号化装置の
一例を示している。図5に於いて、画像入力端子51よ
り入力された入力画像信号は、画像制御器57と画像メ
モリ52に与えられる。画像メモリ52に蓄えられた画
像信号は、画像制御器57から与えられる制御情報によ
って、独立フレーム(Iフレーム)、過去のフレームか
ら予測する片方向予測フレーム(Pフレーム)、双方向
予測フレーム(Bフレーム)の画像予測タイプに合わせ
て順番が入れ替えられ、減算器53に出力される。減算
器53では、画像間予測器58から与えられる画像間予
測信号が画像メモリ52から出力される画像信号から減
算され、この減算結果である予測残差信号が量子化器5
4に与えられる。但しIフレームでは画像メモリ52か
ら出力される画像信号がそのまま量子化器54に与えら
れる。
ムでは画像信号)が適当なステップ幅で量子化され、固
定長符号が逆量子化器34と可変長符号化器55とに与
えられる。可変長符号化器55では固定長符号が可変長
符号化されて圧縮された符号となり多重化器5に与えら
れる。多重化器5では、予測残差信号(Iフレームでは
画像信号)のデータと可変長符号化器4から与えられる
画像間予測に関する情報(予測方向など)とが多重化さ
れ、符号出力端子56より出力される。一方、逆量子化
器34では、固定長符号が代表値に置き換えられ、再生
された予測残差信号(Iフレームでは画像信号)となっ
て加算器35に与えられる。加算器35では、画像間予
測器58から与えられる画像間予測信号が前記再生され
た予測残差信号に加算され、再生された画像信号となり
画像メモリ38に与えられる。但しIフレームでは逆量
子化器34の出力がそのまま画像メモリ38に入力され
る。
2フレーム分の画像が蓄えられ、必要に応じて画像間予
測器58に出力される。画像間予測器58では、画像制
御器57から与えられる画像タイプ(I又はP又はB)
に基づいて画像間予測信号が作られ、減算器53と加算
器35とに与えられる。Iフレームでは予測が行われな
いので、画像間予測信号は0となる。また、画像間予測
器58からは動きベクトル、予測方向など画像間予測の
方法に関する情報が可変長符号化器4に与えられる。画
像間予測器58から出力される予測情報は、可変長符号
化器4で可変長符号とされ多重化器5に与えられる。
応する復号装置ついて図6を基に説明する。図6は従来
の復号装置の構成例を示す図である。符号入力端子31
より与えられた画像データは多重化分離器1で、予測残
差信号のデータ(以下単に予測残差データとも記す)或
いは画像信号のデータ(以下単に画像データとも記す)
と予測情報とに分離され、前記予測残差データ(Iフレ
ームでは画像データ)は可変長復号器33に、予測情報
は可変長復号器2に与えられる。可変長復号器33では
可変長符号が固定長に戻され、得られた固定長符号が逆
量子化器34に与えられる。逆量子化器34では、固定
長符号に対応する量子化代表値が求められ、これにより
再生された予測残差信号(Iフレームでは画像信号)が
加算器35に与えられる。
られる画像間予測信号が加算され、再生された画像信号
となって画像出力端子36から出力されると共に画像メ
モリ38に与えられる。一方、可変長復号器2で復号さ
れた予測情報は画像間予測器37に与えられ、前記予測
情報に従って画像メモリ38に蓄積されている再生画像
を用いて画像間予測信号が作られ、加算器35に与えら
れる。但し前記画像間予測信号はIフレームでは0であ
る。
号化されたデータをGOP単位で(独立画像の周期で)
編集する場合、独立画像の直前の画像では双方向予測の
使用を中止することになる。そして双方向予測を片方向
予測に変更すると発生符号量は2倍程度に増えるので、
符号化効率が低下する。編集単位が15フレーム程度な
ら全体としての効率低下は大きくないが、編集単位を2
〜5フレーム程度に細かくした場合、双方向予測が殆ど
使えないことになり、符号化効率は大幅に低下する。本
発明は以上の点に着目してなされたもので、双方向予測
の使用中止による効率の低下がない画像データ編集装置
及び復号装置を提供することを目的とする。
に於いて編集点でも双方向予測を用いて符号化し、編集
時又は復号時に編集点の部分だけ、編集点に跨がった画
像間予測を他の画像間予測方法に変更するようにして、
双方向予測の使用中止による効率の低下を防ぐようにし
たものである。本発明の画像データ編集装置は、画像間
で予測符号化された画像データを編集する際に、読み出
す画像データが不連続になる編集点の情報(例えばフラ
グや、読み出す画像データを特定するための画像特定情
報など)を編集制御手段から出力し、前記画像データの
画像特定情報(例えば読み出し対象のGOPの番号な
ど)に従って記録媒体から読み出された画像データを、
画像間予測方法の情報(以下単に、予測情報とも記す)
と予測残差信号(独立フレームでは画像信号)の情報
(データ)とに分離し、前記編集点の情報(以下単に編
集点情報とも記す)から画像データが不連続であること
を判断して、前記編集点近傍の画像について、前記分離
された画像間予測情報から得られる画像間予測方法を、
編集点に跨がった予測方法から編集単位内に閉じた予測
方法に変更し、変更された画像間予測の情報と画像内処
理の情報を多重化して画像データを再構成する画像デー
タ編集装置である。また、前記画像データ編集装置であ
って、1独立フレームを構成する2つの独立フィールド
の間を編集点とする画像データ編集装置である。さら
に、本発明の画像データ復号装置は、編集装置で前記編
集点の情報を画像データに挿入し、前記編集点の情報か
ら画像データが不連続であることを判断して、前記編集
点近傍の画像について、前記多重分離手段で分離された
画像間予測方法を、編集点に跨がった予測方法から編集
単位内に閉じた予測方法に変更して画像間予測情報を出
力する予測情報変更手段と、前記変更された画像間予測
情報により画像間予測処理を行う画像データ復号装置で
ある。
いて符号化するので、編集のため双方向予測の使用を中
止することによる効率の低下がない。編集時または復号
時に編集点の部分だけ、編集点に跨がった予測方法から
編集単位内で閉じた予測方法に変更し、動きベクトルの
値も変更することで、データが編集された部分でも画像
間予測が行われ、大きな画質劣化は起こらない。通常編
集点はシーンチェンジとなるので、若干の画質劣化は視
覚的に検知され難く、データが編集されても問題は起こ
らない。
係わる画像データ編集装置の第1実施例を示す図であ
る。図1に於いて、図4の従来例と同一の構成要素には
同一の符号を付しその説明を省略する。図1に示す第1
実施例では、図4に示す従来例の構成と比較して、多重
分離器1、可変長復号器2、予測情報変更器3、可変長
符号化器4、多重化器5が設けられている点が異なる。
図1に於いて、バッファ6、再生器7、読出し制御器
8、書込み制御器11、記録器12の動作は従来例と同
じである。再生用媒体から出力された符号化画像データ
は、多重分離器1で予測残差情報と予測情報に分離さ
れ、予測残差情報は多重化器5に、予測情報は可変長復
号器2に与えられる。
戻され、得られた予測情報が予測情報変更器3に与えら
れる。予測情報変更器3では、読取書込制御器9から直
接与えられる編集点情報(例えばフラグなど)に応じ
て、編集点の前後で画像間予測が切れるように画像間予
測方法が変更され、変更後の新しい予測情報が多重化器
5に出力される。読取り情報変更器3では、読取書込制
御器9から直接与えられる編集点情報によって編集点を
知ることが出来るが、この代わりに、可変長復号器2の
出力のGOP番号の不連続性から知るようにしても良
い。多重化器5では、前記新しい予測情報と分離されて
いた予測残差情報とが多重化され、バッファ6に出力さ
れる。
を基に具体的に説明する。図8は編集点に於ける予測の
制限を示す図である。図8では、各フレームがどのフレ
ームから予測されるかが実線の矢印によって示されてい
る。また、GOPの切れ目が破線で示され、このGOP
の切れ目の内編集点となるところが実線の切れ目で示さ
れている。同図に示されているように、本発明では、編
集点の前後に跨がった画像間予測を編集単位内で閉じた
画像間予測に変更される。
ついて説明する。例えばMPEG1で使われているよう
なフレーム単位の予測で画像タイプがI、P、Bとなる
場合では、図8の(1)に破線の矢印で示すように、I
1で示すIフレームとその前のPフレーム(P1)との
間のBフレーム(B1、B2)の予測方法が後ろの独立
フレームI1からの予測に変更される。このように編集
点の後を変更するのは、編集点付近で画質の劣化が生じ
た場合に、画像が変わる直前の劣化より直後の劣化の方
が検知され難いためである。Bフレームではブロック毎
の予測モードがあるが、夫々の予測モードの変更は次の
ように行われる。ここにMVは予測時の動きベクトルを
示す。
場合は、予測方法の変更は行われずそのままであり、順
方向予測は逆方向予測に変更され、双方向予測も逆方向
予測に限定される。図9は予測変更に於ける動きベクト
ルの変更の様子を示す図である。図9に於いて、横軸は
時間軸であり、縦軸は画面の縦方向を示す。即ち白丸は
水平走査線の位置を模式的に示す。
変更されるので、図9の(1)に示すように、順方向予
測に於ける動きベクトル(原MV)の代わりに、次の予
測フレーム即ちIフレームから予測した動きベクトル
(新MV)が用いられる。この場合、本来は予測に用い
ないフレームから予測されることになるので、画質の劣
化が予想されるが、一般的な画像では順方向モードの割
合が15%ぐらいなので、大きな問題とはならない。予
測情報は、双方向が逆方向に限定されることでMVの情
報量が一般に減少するので、符号量を合わせるために
は、スタッフコード(ダミーデータ)を挿入する。
に対してフィールド単位で画像間予測を行い、編集点の
劣化をより少なくした編集用符号化の場合について、図
8の(2)及び図9の(2)を基に説明する。図8の
(2)に於いて、偶は偶数フィールドを示し、奇は奇数
フィールドを示す。編集用符号化の順は例えば、奇数フ
ィールドのIフィールドであるI3、偶数フィールドの
IフィールドであるI4、奇数フィールドのBフィール
ドであるB3、B4、I5、I6……のようになってい
る。ここに、破線または実線で示す境界はGOPの境界
を示し、この内実線で示す境界は編集点を示す。このよ
うにIフィールドを連続させ、連続する2つのIフィー
ルドの中間に編集点が設定される。この場合、GOPの
最初と最後にIフィールドが存在する。
測されていたフィ−ルドB5は、編集時にはI8がI7
に置き換えられる。同様にして、B6の予測ではI8が
I7に置き換えられ、B7の予測ではI7がI8に置き
換えられ、B8の予測ではI7がI8に置き換えられ
る。この予測の変更は予測フィールドの偶数、奇数が変
わるだけで予測方向変更されず、変更に伴う劣化はわず
かである。このような符号化方法を用いた符号化装置の
構成は図5に示す従来例のものと同じであるが、画像制
御器57の制御内容は異なり、Iフィールドが連続する
ように制御される。また、画像間予測はフィールド単位
となるので、全体がフィールド単位の処理となる。
うに、破線の矢印で示す画像間予測が別の画像間予測方
法に変更されるが、編集点前後の各Bフィールドの予測
では、1つの予測線の偶数フィールド、奇数フィールド
が変更されだけで、画質の劣化はわずかである。なお、
静止画像などで、偶、奇を変えるより予測方向を変えた
ほうが劣化が少ない場合は、そうしても良い。偶、奇が
変わる場合はMVは時間関係と同時に偶、奇のずれも考
慮する必要があり、その様子を図9の(2)に示す。図
9の(2)のフィ−ルド番号は、図8の(2)のフィ−
ルド番号と対応させて示されている。図9の(2)で、
左側は編集前の動きベクトル(原MV)を示し、右側は
編集時の動きベクトル(新MV)を示す。原MVは、破
線の矢印で示す新MVに置き換えられる。
下、本発明に係わる画像データ編集装置の第2実施例に
ついて図2を基に説明する。この第2実施例では、復号
時に予測の変更が行われることを前提とし、編集点の情
報のみが挿入される。図2は本発明に係わる画像データ
編集装置の第2実施例を示す図である。図2に於いて、
図4に示す従来例と同一構成要素には同一符号を付し、
その説明を省略する。図2に示す第2実施例では、図4
に示す従来例の構成に比して、編集情報挿入器21が設
けられている点が異なる。図2に於いて、バッファ6、
再生器7、読出し制御器8、書込み制御器11、記録器
12の動作は従来例と同じである。再生用媒体から読み
出された画像データは、編集情報挿入器21に与えられ
る。編集情報挿入器21では読取書込制御器9から直接
与えられる編集点の情報に従って、画像データのGOP
毎のヘッダーに、そのGOPの終りが編集点であること
を示す編集点フラグが挿入される。或いは、再生器7か
ら出力される画像データのGOP番号が不連続である時
に、編集情報挿入器21での編集点フラグの挿入が行わ
れるようにしても良い。
る画像データ復号装置の実施例を示す図であり、図2に
示す画像データ編集装置で編集された画像データの復号
を行う装置を示す。図3に於いて、図6と同一の構成要
素には同一の符号を付し、その説明を省略する。図3の
復号装置では、図6の従来例復号装置に比して予測情報
変換器3が設けられている点が構成上異なり、多重分離
器32の動作が異なる。可変長復号器2、33、逆量子
化器34、加算器35、画像間予測器37、画像メモリ
38の動作は図6の従来例と同じである。符号入力端子
31より与えられた符号は、多重分離器32で予測残差
情報と予測情報と編集点フラグとに分離され、予測残差
情報は可変長復号器33に、予測情報は可変長復号器2
に、編集点フラグは予測情報変更器3に与えられる。
測情報変更器3に与えられる。ここで、編集点フラグに
より、編集点に隣接するGOPでは図1の画像データ編
集装置と同様に予測情報の変更が行われる。変更された
予測情報は画像間予測器37に与えられ、画像間予測器
37ではその予測情報に応じて画像間予測が行われる。
これにより、編集された画像データは、図1の編集装置
で編集されたのと同様に再生されることになる。
ータ復号装置によれば、符号化に於いては編集点でも双
方向予測を用いて符号化し、編集時または復号時に編集
点の前後だけ編集点に跨がった予測方法を別の予測方法
に変更することによって、編集時に双方向予測を中止す
ることに起因する符号化効率の低下を防止できる。ま
た、双方向予測は片方向予測の1/2乃至1/3に符号
量を削減できるので、特に編集点を数フレーム単位で細
かく設定する場合は、大幅な効率改善となる。さらに、
編集対象となる画像データは、特に編集が考慮されてい
ない一般的な符号化データでも、独立画像が周期的に設
けられていれば良く、編集上も好都合である。従って、
符号化する際に、編集用とそれ以外とに別けて処理する
必要がなくなり、画像データもその区分が必要なくなる
ので、符号化装置や画像データの取扱いが容易になる。
例を示す図である。
例を示す図である。
示す図である。
ある。
示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】画像間で予測符号化された画像データを編
集する際に、記録媒体から読み出す画像データを特定す
るための画像特定情報と、読み出す画像データの編集点
を示す編集点情報とを出力する編集制御手段と、 前記画像特定情報に従って画像データを記録媒体から読
み出す読出し手段と、 前記画像データを、画像間予測方法を示す画像間予測情
報と、予測残差の情報とに分離する多重分離手段と、 前記編集点情報から画像データが不連続であることを判
断し、前記編集点近傍の画像について、前記分離された
画像間予測情報から得られる画像間予測方法を、編集点
の前後に跨がった予測方法から編集単位内で閉じた予測
方法に変更して前記画像間予測情報を出力する予測情報
変更手段と、 前記変更された画像間予測情報と、前記予測残差の情報
とを多重化する多重化手段とを備えてなる画像データ編
集装置。 - 【請求項2】1独立フレームを構成する第1の独立フィ
ールドと第2の独立フィールドとの境界を前記編集点と
してなる請求項1記載の画像データ編集装置。 - 【請求項3】画像データが画像間で予測符号化された画
像情報の復号を行う画像データ復号装置に於いて、 画像データを、画像間予測方法を示す画像間予測情報
と、予測残差の情報と、画像データが編集されたタイミ
ングを示す編集点情報とに分離する多重分離手段と、 この多重分離手段から出力される編集点情報に応じて、
前記編集点近傍の画像について、前記多重分離手段で分
離された画像間予測方法を、編集点の前後に跨がった予
測方法から編集単位内で閉じた予測方法に変更して画像
間予測情報を出力する予測情報変更手段と、 前記画像間予測情報により画像間予測を行う画像間予測
手段とを備えてなる画像データ復号装置。
Priority Applications (2)
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JP17021294A JP2858631B2 (ja) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | 画像データ編集装置及び画像データ復号装置 |
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JP17021294A Expired - Fee Related JP2858631B2 (ja) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | 画像データ編集装置及び画像データ復号装置 |
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